JPH0658759A - テープ吊下げ式メリディアンジャイロ - Google Patents
テープ吊下げ式メリディアンジャイロInfo
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- JPH0658759A JPH0658759A JP5149014A JP14901493A JPH0658759A JP H0658759 A JPH0658759 A JP H0658759A JP 5149014 A JP5149014 A JP 5149014A JP 14901493 A JP14901493 A JP 14901493A JP H0658759 A JPH0658759 A JP H0658759A
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- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
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- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
- G01C19/38—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振り子振動を減衰し、外部からの妨害に影響
されず、乗物に使用できるテープ吊下げ式メリディアン
ジャイロを提供する。 【構成】 ピックオフ７６によりジャイロ６６の鉛直軸
線の、中心位置からの振れを検出可能にし、中間ハウジ
ング６４をサーボモータ６０，６２によりジャイロ６６
の鉛直軸線に対し横方向に可動にした。また、サーボモ
ータ６０，６２が、ピックオフ７６によって調節器８０
を介して振り子振動減衰のための起動されるようにし
た。
されず、乗物に使用できるテープ吊下げ式メリディアン
ジャイロを提供する。 【構成】 ピックオフ７６によりジャイロ６６の鉛直軸
線の、中心位置からの振れを検出可能にし、中間ハウジ
ング６４をサーボモータ６０，６２によりジャイロ６６
の鉛直軸線に対し横方向に可動にした。また、サーボモ
ータ６０，６２が、ピックオフ７６によって調節器８０
を介して振り子振動減衰のための起動されるようにし
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テープ吊下げ式のメリ
ディアンジャイロ、それも（ａ）外側ハウジングと、
（ｂ）この外側ハウジングに可動取付けされた中間ハウ
ジングと、（ｃ）この中間ハウジング内でテープに吊下
げられ、実質的に水平のスピン軸線を有するジャイロと
を備えた形式のものに関する。
ディアンジャイロ、それも（ａ）外側ハウジングと、
（ｂ）この外側ハウジングに可動取付けされた中間ハウ
ジングと、（ｃ）この中間ハウジング内でテープに吊下
げられ、実質的に水平のスピン軸線を有するジャイロと
を備えた形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のテープ吊下げ式メリディアンジ
ャイロは、たとえばドイツ特許Ｂ−２１２４３５７によ
り公知である。このメディアンジャイロの場合、中間ケ
ーシングがジャイロの、実質的に垂直の軸線を中心とし
て旋回可能である。ジャイロは、実質的に水平のスピン
軸線を有し、中間ハウジング内でテープに吊下げられて
いる。こうした目的のために、ジャイロのロータが支承
されスピン軸線を中心として駆動されるジャイロハウジ
ングのところには、剛性のマストがスピン軸線に対して
直角に取付けられている。このマストは、中間ハウジン
グの上方端壁の中央に取付けられたテープと結合されて
いる。このテープは、その場合、実質的に鉛直であり、
スピン軸線は実質的に水平である。“実質的に”という
表現は、ここでは、所望の鉛直ないし水平の姿勢が振動
又はその他の妨害によって僅かの偏差を生じることがあ
るという意味であり、本発明は、ほかでもないそうした
振動を減衰させることに関わるものである。
ャイロは、たとえばドイツ特許Ｂ−２１２４３５７によ
り公知である。このメディアンジャイロの場合、中間ケ
ーシングがジャイロの、実質的に垂直の軸線を中心とし
て旋回可能である。ジャイロは、実質的に水平のスピン
軸線を有し、中間ハウジング内でテープに吊下げられて
いる。こうした目的のために、ジャイロのロータが支承
されスピン軸線を中心として駆動されるジャイロハウジ
ングのところには、剛性のマストがスピン軸線に対して
直角に取付けられている。このマストは、中間ハウジン
グの上方端壁の中央に取付けられたテープと結合されて
いる。このテープは、その場合、実質的に鉛直であり、
スピン軸線は実質的に水平である。“実質的に”という
表現は、ここでは、所望の鉛直ないし水平の姿勢が振動
又はその他の妨害によって僅かの偏差を生じることがあ
るという意味であり、本発明は、ほかでもないそうした
振動を減衰させることに関わるものである。
【０００３】この公知メリディアンジャイロの場合、ピ
ックオフが備えられており、このピックオフが鉛直軸線
からの、言いかえると、マストとテープとの軸線から
の、ジャイロの振れに応答するようにされている。この
ような振れは、“ジャイロの方向性トルク”によって生
じる。このトルクは、地球の回転によって生じ、ジャイ
ロのスピン軸線を北へ整線しようとする。ピックオフ信
号は、相応に増幅され、鉛直軸線を中心として作用する
トルク発生器に与えられる。それによってジャイロの方
向性トルクが補償される。そのさい、トルク発生器を通
過する電流は、スピン軸線と北との間の角度の尺度とな
る。中間ハウジングは、各測定後に反復してこの角度だ
け回動され、スピン軸線が北へ整線される。
ックオフが備えられており、このピックオフが鉛直軸線
からの、言いかえると、マストとテープとの軸線から
の、ジャイロの振れに応答するようにされている。この
ような振れは、“ジャイロの方向性トルク”によって生
じる。このトルクは、地球の回転によって生じ、ジャイ
ロのスピン軸線を北へ整線しようとする。ピックオフ信
号は、相応に増幅され、鉛直軸線を中心として作用する
トルク発生器に与えられる。それによってジャイロの方
向性トルクが補償される。そのさい、トルク発生器を通
過する電流は、スピン軸線と北との間の角度の尺度とな
る。中間ハウジングは、各測定後に反復してこの角度だ
け回動され、スピン軸線が北へ整線される。
【０００４】通常、外側ハウジングは、テープ吊下げ式
メリディアンジャイロの場合、水準器を用いて精確に水
平に合わされる。
メリディアンジャイロの場合、水準器を用いて精確に水
平に合わされる。
【０００５】テープ吊下げ式メリディアンジャイロによ
る北の決定によって、精度と所要測定時間との間の特に
好都合な関係が得られる。欠点は、ほとんど減衰されな
い振り子振動、すなわちテープを鉛直軸線からそらせる
振動が生じることである。こうした振り子振動は、交番
加速の“整流”により測定誤差を生じさせる。したがっ
て、この種のメリディアンジャイロは、一般に、振動す
ることのない固定的な地上でのみ用いられる。振動する
乗物に設置することには、種々問題があった。
る北の決定によって、精度と所要測定時間との間の特に
好都合な関係が得られる。欠点は、ほとんど減衰されな
い振り子振動、すなわちテープを鉛直軸線からそらせる
振動が生じることである。こうした振り子振動は、交番
加速の“整流”により測定誤差を生じさせる。したがっ
て、この種のメリディアンジャイロは、一般に、振動す
ることのない固定的な地上でのみ用いられる。振動する
乗物に設置することには、種々問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、テー
プ吊下げ式メリディアンジャイロの場合に振り子振動を
減衰し、かつ外からの妨害に対しより不感にすることに
ある。
プ吊下げ式メリディアンジャイロの場合に振り子振動を
減衰し、かつ外からの妨害に対しより不感にすることに
ある。
【０００７】本発明の、より特殊な課題は、乗物のなか
で使用可能の、テープ吊下げ式メリディアンジャイロを
製造することにある。
で使用可能の、テープ吊下げ式メリディアンジャイロを
製造することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題は、本発明に
よれば次のようにすることにより解決された。すなわ
ち、（ｅ） 実質的に鉛直のジャイロ縦軸線の、中心位
置からの振れをピックオフにより検出可能にし、（ｆ）
中間ハウジングを、サーボモータ手段により実質的に
鉛直なジャイロ縦軸線に対して直角方向に可動にし、
（ｇ） サーボモータが、ピックオフにより調節器を介
して、振り子振動減衰させるように起動されるようにし
たのである。
よれば次のようにすることにより解決された。すなわ
ち、（ｅ） 実質的に鉛直のジャイロ縦軸線の、中心位
置からの振れをピックオフにより検出可能にし、（ｆ）
中間ハウジングを、サーボモータ手段により実質的に
鉛直なジャイロ縦軸線に対して直角方向に可動にし、
（ｇ） サーボモータが、ピックオフにより調節器を介
して、振り子振動減衰させるように起動されるようにし
たのである。
【０００９】ドイツ特許Ｂ−２１２４３５７によるメリ
ディアンジャイロとは異なり、本発明のメリディアンジ
ャイロでは、鉛直軸線の横ぶれがピックオフにより検出
される。要するに、妨害により生ぜしめられる振り子振
動が検出されるのである。中間ハウジングは、回転せし
められず、鉛直軸線に対して直角に移動して、そのよう
な振り子振動が減衰される。
ディアンジャイロとは異なり、本発明のメリディアンジ
ャイロでは、鉛直軸線の横ぶれがピックオフにより検出
される。要するに、妨害により生ぜしめられる振り子振
動が検出されるのである。中間ハウジングは、回転せし
められず、鉛直軸線に対して直角に移動して、そのよう
な振り子振動が減衰される。
【００１０】中間ハウジングを含んでいるシステムの固
有振動数を考慮に入れた上で、ピックオフ信号を適切に
サーボモータ手段へ与えることにより振り子振動の減衰
が達成される。
有振動数を考慮に入れた上で、ピックオフ信号を適切に
サーボモータ手段へ与えることにより振り子振動の減衰
が達成される。
【００１１】本発明は、種々の形式で実現可能である。
本発明の種々の構成は請求項２以下に記載されている。
本発明の種々の構成は請求項２以下に記載されている。
【００１２】
【実施例】以下で本発明の２つの実施例を添付図面につ
き詳説する。
き詳説する。
【００１３】図１の実施例の場合、符号１０で外側ハウ
ジングが示されている。外側ハウジング１０には、キャ
リッジ１４のための走行し易い案内１２が備えられてい
る。案内１２によって、キヤリッジ１４は、図１の図平
面と平行に水平移動できると同時に、同じく図平面と直
角にも移動可能である。キャリッジ１４は、外力の作用
の無い場合には、ばね１６により中央位置に保持されて
いる。このキャリッジ１４は、その下に位置するカップ
形ハウジング部分１８と一緒に中間ハウジング２０を形
成している。キャリッジ１４のところにはジャイロ２２
がテープ２４に吊されている。ジャイロ２２はジャイロ
ハウジング２６を有している。ジャイロハウジング２６
内には、ジャイロ回転子（図示せず）が支承されてい
る。回転子のスピン軸線は実質的に水平であり、この図
では、図平面と直角に延びている。ハウジング２６には
スピン軸線に対し直角にマスト２８が不動に取付けられ
ている。マスト２８は、テープ２８と結合され、実質的
に鉛直である。
ジングが示されている。外側ハウジング１０には、キャ
リッジ１４のための走行し易い案内１２が備えられてい
る。案内１２によって、キヤリッジ１４は、図１の図平
面と平行に水平移動できると同時に、同じく図平面と直
角にも移動可能である。キャリッジ１４は、外力の作用
の無い場合には、ばね１６により中央位置に保持されて
いる。このキャリッジ１４は、その下に位置するカップ
形ハウジング部分１８と一緒に中間ハウジング２０を形
成している。キャリッジ１４のところにはジャイロ２２
がテープ２４に吊されている。ジャイロ２２はジャイロ
ハウジング２６を有している。ジャイロハウジング２６
内には、ジャイロ回転子（図示せず）が支承されてい
る。回転子のスピン軸線は実質的に水平であり、この図
では、図平面と直角に延びている。ハウジング２６には
スピン軸線に対し直角にマスト２８が不動に取付けられ
ている。マスト２８は、テープ２８と結合され、実質的
に鉛直である。
【００１４】キャリッジ１４には、２つの線形アクチュ
エータ３０，３２の形式のサーボモータが作用してい
る。アクチュエータ３０は図１の図平面と平行に水平に
作用し、アクチュエータ３２は図平面と直角方向に水平
に作用する。アクチュエータ３０，３２は可動コイルの
形式に構成されている。アクチュエータ３０はカップ状
コア３４と、このコアに対して可動のコイル３６とを有
している。アクチュエータ３２も同じように構成されて
いる。
エータ３０，３２の形式のサーボモータが作用してい
る。アクチュエータ３０は図１の図平面と平行に水平に
作用し、アクチュエータ３２は図平面と直角方向に水平
に作用する。アクチュエータ３０，３２は可動コイルの
形式に構成されている。アクチュエータ３０はカップ状
コア３４と、このコアに対して可動のコイル３６とを有
している。アクチュエータ３２も同じように構成されて
いる。
【００１５】ジャイロのハウジング２６には、マスト２
８と反対側の下側に、ピックオフ４０の可動片３８が取
付けられている。ピックオフ４０の固定子は、ハウジン
グ部分１８の下端面に配置されている。ピックオフ４０
は、テープに吊下げられたジャイロ２２の横振れの度合
に応じて、互いに直角の２方向で、つまり図１の図平面
の方向と図平面と直角の方向で、中間ハウジング２０に
対して信号を発する。ピックオフ４０の信号は、フレキ
シブルなリード線４２を介して外側ハウジング１０内の
調整器４４へ伝えられる。調整器４４は制御信号を発生
させ、これらの信号が、フレキシブルな複数リード線を
介してアクチュエータ３０，３２のコイル３６へ伝えら
れる。これらリード線のうち、図１にはリード線４６の
みが示されている。
８と反対側の下側に、ピックオフ４０の可動片３８が取
付けられている。ピックオフ４０の固定子は、ハウジン
グ部分１８の下端面に配置されている。ピックオフ４０
は、テープに吊下げられたジャイロ２２の横振れの度合
に応じて、互いに直角の２方向で、つまり図１の図平面
の方向と図平面と直角の方向で、中間ハウジング２０に
対して信号を発する。ピックオフ４０の信号は、フレキ
シブルなリード線４２を介して外側ハウジング１０内の
調整器４４へ伝えられる。調整器４４は制御信号を発生
させ、これらの信号が、フレキシブルな複数リード線を
介してアクチュエータ３０，３２のコイル３６へ伝えら
れる。これらリード線のうち、図１にはリード線４６の
みが示されている。
【００１６】以上説明した配置の実施例は次のように操
作される。
作される。
【００１７】振動によりテープ２４とジャイロ２２とに
より形成されている振り子に振り子振動が励起され、ジ
ャイロ２２が鉛直軸線に対し横方向にその中央位置から
振れると、ピックオフ４０が相応の信号を発する。これ
らの信号は調節器４４を介してアクチュエータ３０，３
２へ送られる。これにより、キャリッジ１４が横方向へ
往復運動を行う。キャリッジ１４とポット状ハウジング
部分１８により形成された中間ハウジング２０は、ばね
１６と一緒に１つの振動システムを形成している。ピッ
クオフ４０の信号をアクチュエータ３０，３２へ伝える
ことにより、中間ハウジング２０の運動が、励起された
振り子振動に抗して作用し、振り子振動が減衰せしめら
れる。
より形成されている振り子に振り子振動が励起され、ジ
ャイロ２２が鉛直軸線に対し横方向にその中央位置から
振れると、ピックオフ４０が相応の信号を発する。これ
らの信号は調節器４４を介してアクチュエータ３０，３
２へ送られる。これにより、キャリッジ１４が横方向へ
往復運動を行う。キャリッジ１４とポット状ハウジング
部分１８により形成された中間ハウジング２０は、ばね
１６と一緒に１つの振動システムを形成している。ピッ
クオフ４０の信号をアクチュエータ３０，３２へ伝える
ことにより、中間ハウジング２０の運動が、励起された
振り子振動に抗して作用し、振り子振動が減衰せしめら
れる。
【００１８】ジャイロ２２により北の方向の決定は、公
知の形式で行われる。地球の回転により惹起されるジャ
イロ方向性トルクは、ジャイロのスピン軸線を北へ整線
しよとする。北の方向の決定するさいには、鉛直軸線を
中心とするジャイロのねじり振動を観察することができ
る。ジャイロの方向性トルクを、鉛直軸線を中心として
ジャイロ２２に作用するトルク発生器の逆トルクによっ
て補償することも可能である。その場合は、トルク発生
器へ供給される電流がスピン軸線と北との間の角度の基
準となる。先に挙げたドイツ特許Ｂ−２１２４３５７に
記載されているように、ジャイロ２２を反復的に北の方
向へ向けるようにすることも可能である。
知の形式で行われる。地球の回転により惹起されるジャ
イロ方向性トルクは、ジャイロのスピン軸線を北へ整線
しよとする。北の方向の決定するさいには、鉛直軸線を
中心とするジャイロのねじり振動を観察することができ
る。ジャイロの方向性トルクを、鉛直軸線を中心として
ジャイロ２２に作用するトルク発生器の逆トルクによっ
て補償することも可能である。その場合は、トルク発生
器へ供給される電流がスピン軸線と北との間の角度の基
準となる。先に挙げたドイツ特許Ｂ−２１２４３５７に
記載されているように、ジャイロ２２を反復的に北の方
向へ向けるようにすることも可能である。
【００１９】図２及び図３には、符号５０で外側ハウジ
ングが示されている。外側ハウジング５０内には、カル
ダン軸５４（図３）を中心に旋回可能に外側ジンバル５
２が支承されている。図２で見ると、カルダン軸５４は
図平面と直角方向に延びている。外側ジンバル５２内に
は、内側ジンバル５６がカルダン軸５８を中心として旋
回可能に支承されている。カルダン軸５８はカルダン軸
５４に対し直角方向に延びている。トルク発生器６０は
カルダン軸５４を中心として外側ハウジング５０と外側
ジンバル５２との間に作用する。トルク発生器６２は外
側ジンバル５２のところに配置され、カルダン軸５８を
中心として外側ジンバル５２と内側ジンバル５６との間
に作用する。
ングが示されている。外側ハウジング５０内には、カル
ダン軸５４（図３）を中心に旋回可能に外側ジンバル５
２が支承されている。図２で見ると、カルダン軸５４は
図平面と直角方向に延びている。外側ジンバル５２内に
は、内側ジンバル５６がカルダン軸５８を中心として旋
回可能に支承されている。カルダン軸５８はカルダン軸
５４に対し直角方向に延びている。トルク発生器６０は
カルダン軸５４を中心として外側ハウジング５０と外側
ジンバル５２との間に作用する。トルク発生器６２は外
側ジンバル５２のところに配置され、カルダン軸５８を
中心として外側ジンバル５２と内側ジンバル５６との間
に作用する。
【００２０】内側ジンバル５６は中間ハウジング６４を
形成している。中間ハウジング６４内には、ジャイロ６
６がテープ６８に吊下げられている。ジャイロ６６は、
図１の実施例同様、ジャイロハウジング６７を有し、こ
のハウジング６７内ではジャイロの回転子（図示せず）
が実質的に水平のスピン軸線７０を中心として回転可能
に支承され、駆動されている。ハウジング６７のところ
には、鉛直軸線に沿って延びるマスト７２が配置されて
いる。このマスト７２はテープ６８に結合されている。
形成している。中間ハウジング６４内には、ジャイロ６
６がテープ６８に吊下げられている。ジャイロ６６は、
図１の実施例同様、ジャイロハウジング６７を有し、こ
のハウジング６７内ではジャイロの回転子（図示せず）
が実質的に水平のスピン軸線７０を中心として回転可能
に支承され、駆動されている。ハウジング６７のところ
には、鉛直軸線に沿って延びるマスト７２が配置されて
いる。このマスト７２はテープ６８に結合されている。
【００２１】中間ケーシング６４は、ばね７４により中
央位置に保持されている。
央位置に保持されている。
【００２２】カルダン軸５４，５８の交点区域にはピッ
クオフ７６が配置されている。ピックオフ７６は、外側
ケーシング５０に対するジャイロ６６の運動に応答す
る。ピックオフ７６の信号はリード線７８を介して外側
ハウジング５０内に配置された調節器８０へ送られる。
調節器８０は制御信号を発し、これらの信号がトルク発
生器６０に送られ、かつフレキシブルなリード線８２を
介してトルク発生器６２へ送られる。
クオフ７６が配置されている。ピックオフ７６は、外側
ケーシング５０に対するジャイロ６６の運動に応答す
る。ピックオフ７６の信号はリード線７８を介して外側
ハウジング５０内に配置された調節器８０へ送られる。
調節器８０は制御信号を発し、これらの信号がトルク発
生器６０に送られ、かつフレキシブルなリード線８２を
介してトルク発生器６２へ送られる。
【００２３】前述のテープ吊下げ式ジャイロの作用形式
を図４〜図６のブロック図について以下で説明する：鉛
直軸線に対して横方向のジャイロ６６の、外側ケーシン
グ５０に対する振動は、ピックオフ７６により検出さ
れ、相応の信号に変換される。これらの信号は、調節器
８０を介して制御信号に変換され、トルク発生器６０，
６２へ送られる。トルク発生器６０，６２を介して中間
ハウジング６４が旋回せしめられる。それによりテープ
６８の吊下げ個所８４が鉛直軸線に対し横方向に動かさ
れる。調節器の構成により、吊下げ個所のこの運動が、
ジャイロの振り子振動に抗するようにし、この振り子振
動を減衰させることができる。
を図４〜図６のブロック図について以下で説明する：鉛
直軸線に対して横方向のジャイロ６６の、外側ケーシン
グ５０に対する振動は、ピックオフ７６により検出さ
れ、相応の信号に変換される。これらの信号は、調節器
８０を介して制御信号に変換され、トルク発生器６０，
６２へ送られる。トルク発生器６０，６２を介して中間
ハウジング６４が旋回せしめられる。それによりテープ
６８の吊下げ個所８４が鉛直軸線に対し横方向に動かさ
れる。調節器の構成により、吊下げ個所のこの運動が、
ジャイロの振り子振動に抗するようにし、この振り子振
動を減衰させることができる。
【００２４】図４〜図６に用いた符号は次の通りであ
る： Ｃ＝ばね１６，７４のばね定数 ｌ＝縮少された振り子長さ ｍ1＝ＩR／ｒ1 2 吊下げ個所８４に集中する、内側ジン
バル５６の仮想質量。内側フレームはジンバル軸線５８
を中心として慣性モーメントＩRを有している。
る： Ｃ＝ばね１６，７４のばね定数 ｌ＝縮少された振り子長さ ｍ1＝ＩR／ｒ1 2 吊下げ個所８４に集中する、内側ジン
バル５６の仮想質量。内側フレームはジンバル軸線５８
を中心として慣性モーメントＩRを有している。
【００２５】ｍ2＝縮少された振り子長さ１の、吊下げ
個所８４からの間隔に集中する、ジャイロ６６により形
成される振り子の仮想質量。
個所８４からの間隔に集中する、ジャイロ６６により形
成される振り子の仮想質量。
【００２６】ｒ1＝カルダン軸５４，５８からの吊下げ
個所８４までの間隔。
個所８４までの間隔。
【００２７】ｒ2＝ｌ−ｒ1 Ｓ＝ラプラース演算子
【００２８】
【数１】
【００２９】 すなわちジンバルの回転振動の振動持続時間 Ｔ2＝ジャイロ振り子の振動持続時間 ＸA＝カルダン軸平面内での径路 ＸA＝（ＸKｒ1＋ＸRｒ2）／ｌ ＸF＝外側ハウジング５０の径路（外側ハウジングを含
んでいる） ＸK＝ジャイロ６６の質量ｍ2の径路 ＸR＝吊下げ個所８４とそこに集中する仮想質量ｍ1の径
路 図４は、変換なしの“直線的”制御回路の構成を示した
ブロック図である。内側ジンバルは、ばね１６ないし７
４の力を外力として負荷される。この力Ｆ1は、係数ｃ
を有し、外側ハウジング５０の距離ＸFと内側ジンバル
５６自体が移動した距離ＸRとの差に比例する。この差
の形成は、図４のブロック図の総和個所８６に相当す
る。ばね定数ｃを乗ずることをブロック８８により示し
てある。内側ジンバル５６へは、更に、トルク発生器６
０からの力Ｆ2が作用する。この力Ｆ2は、力Ｆ1に抗す
る作用を有する。これが図４では総和個所９０で示され
ている。これらの力には、ジンバルの慣性力が抗して働
く、慣性力からは伝達関数ｌ／ｍ1Ｓ2により距離ＸRが
得られる。伝達関数はブロック９２で示されている。こ
の差はループ９４を経て総和個所８６へ戻される。
んでいる） ＸK＝ジャイロ６６の質量ｍ2の径路 ＸR＝吊下げ個所８４とそこに集中する仮想質量ｍ1の径
路 図４は、変換なしの“直線的”制御回路の構成を示した
ブロック図である。内側ジンバルは、ばね１６ないし７
４の力を外力として負荷される。この力Ｆ1は、係数ｃ
を有し、外側ハウジング５０の距離ＸFと内側ジンバル
５６自体が移動した距離ＸRとの差に比例する。この差
の形成は、図４のブロック図の総和個所８６に相当す
る。ばね定数ｃを乗ずることをブロック８８により示し
てある。内側ジンバル５６へは、更に、トルク発生器６
０からの力Ｆ2が作用する。この力Ｆ2は、力Ｆ1に抗す
る作用を有する。これが図４では総和個所９０で示され
ている。これらの力には、ジンバルの慣性力が抗して働
く、慣性力からは伝達関数ｌ／ｍ1Ｓ2により距離ＸRが
得られる。伝達関数はブロック９２で示されている。こ
の差はループ９４を経て総和個所８６へ戻される。
【００３０】内側ジンバル５６の運動ＸRは、ジャイロ
６６とテープ８６とにより形成されるジャイロ振り子に
作用する。ジャイロ６６には、また、吊下げ個所８４の
距離ＸRとジャイロ６６自体の距離又は位置ＸKとの距離
差のみが作用する。このことが総和個所９６により示さ
れている。総和個所９６では距離ＸKが距離ＸRから差引
かれる。その差はジャイロ振り子に負荷される。ジャイ
ロ振り子は伝達関数は１／Ｔ2 2Ｓ2をもってブロック９
８で示されている。“アウトップＸK”は再びループ１
００を経て総和個所９６へ戻される。
６６とテープ８６とにより形成されるジャイロ振り子に
作用する。ジャイロ６６には、また、吊下げ個所８４の
距離ＸRとジャイロ６６自体の距離又は位置ＸKとの距離
差のみが作用する。このことが総和個所９６により示さ
れている。総和個所９６では距離ＸKが距離ＸRから差引
かれる。その差はジャイロ振り子に負荷される。ジャイ
ロ振り子は伝達関数は１／Ｔ2 2Ｓ2をもってブロック９
８で示されている。“アウトップＸK”は再びループ１
００を経て総和個所９６へ戻される。
【００３１】ピックオフ７６により外側ハウジング５０
に対して測定される距離ＸAは、内側ジンバル５６の運
動に由来し、ＸRに比例する成分と、ジャイロ６６の振
り子運動に由来し、ＸKに比例する成分とから合成され
る。これら両成分は、距離ＸR及びＸKから幾何的関係式
に従ってｒ2／ｌないしｒ1／ｌを乗ずることにより得ら
れる。この乗算は図４にはブロック１０２ないし１０４
で示されている。これによりピックオフ７６で得られる
信号は、調節器８０に負荷される。調節器８０はＰＩＤ
調節器であり、入力信号は伝達関数Ｒ0／ｓ，Ｒ1，Ｒ2
ｓのいずれかをもって伝達される。これら３成分の伝達
関数は、それぞれブロック１０６，１０８，１１０で示
されている。このように伝達される３成分は重ね合わさ
れ、これが図４では総和個所１２で示されている。ここ
からトルク発生器６０により及ぼされる力Ｆ2が得られ
る。
に対して測定される距離ＸAは、内側ジンバル５６の運
動に由来し、ＸRに比例する成分と、ジャイロ６６の振
り子運動に由来し、ＸKに比例する成分とから合成され
る。これら両成分は、距離ＸR及びＸKから幾何的関係式
に従ってｒ2／ｌないしｒ1／ｌを乗ずることにより得ら
れる。この乗算は図４にはブロック１０２ないし１０４
で示されている。これによりピックオフ７６で得られる
信号は、調節器８０に負荷される。調節器８０はＰＩＤ
調節器であり、入力信号は伝達関数Ｒ0／ｓ，Ｒ1，Ｒ2
ｓのいずれかをもって伝達される。これら３成分の伝達
関数は、それぞれブロック１０６，１０８，１１０で示
されている。このように伝達される３成分は重ね合わさ
れ、これが図４では総和個所１２で示されている。ここ
からトルク発生器６０により及ぼされる力Ｆ2が得られ
る。
【００３２】図５には図４で示された構成が変更されて
いる。ブロック８８，１０６，１０８，１１０の伝達関
数はＣにより除すことができ、その代わりにブロック９
２の伝達関数にＣを乗ずることができる。その場合、調
節器にはブロック１０６Ａ，１０８Ａ，１１０Ａに相当
する伝達関数が得られ、内側ジルバル５６は伝達関数１
／Ｔ1 2Ｓ2のブロック９２Ａと“フィードバックルー
プ”９４Ａとにより表わされる。係数“１”であるブロ
ック８８は省くことができる。
いる。ブロック８８，１０６，１０８，１１０の伝達関
数はＣにより除すことができ、その代わりにブロック９
２の伝達関数にＣを乗ずることができる。その場合、調
節器にはブロック１０６Ａ，１０８Ａ，１１０Ａに相当
する伝達関数が得られ、内側ジルバル５６は伝達関数１
／Ｔ1 2Ｓ2のブロック９２Ａと“フィードバックルー
プ”９４Ａとにより表わされる。係数“１”であるブロ
ック８８は省くことができる。
【００３３】このブロック図は更に簡単にすることがで
きる。
きる。
【００３４】伝達関数１／Ｔ1 2Ｓ2ないし１／Ｔ2 2Ｓ2の
ブロック９２Ａと９８及びフィードバックループ９４Ａ
は、フィードバックループ９４Ａないし１００無しの、
伝達関数１／（１＋Ｔ2 2Ｓ2）ないし１／（１＋Ｔ
2 2Ｓ2）を有するブロック９２Ｂないし９８Ｂに代える
ことができる。
ブロック９２Ａと９８及びフィードバックループ９４Ａ
は、フィードバックループ９４Ａないし１００無しの、
伝達関数１／（１＋Ｔ2 2Ｓ2）ないし１／（１＋Ｔ
2 2Ｓ2）を有するブロック９２Ｂないし９８Ｂに代える
ことができる。
【００３５】調節器８０は、このような調節システムに
とって最適な調節挙動が得れるように構成する。
とって最適な調節挙動が得れるように構成する。
【図１】振り子振動が減衰されるテープ吊下げ式メリデ
ィアンジャイロの第１実施態様を示す略示図。
ィアンジャイロの第１実施態様を示す略示図。
【図２】テープ吊下げ式メリディアンジャイロの第２実
施態様を示す図１同様の略示図。
施態様を示す図１同様の略示図。
【図３】図２のメリディアンジャイロの略示斜視図。
【図４】振り子振動を能動減衰する調節回路の組織を示
すブロック図。
すブロック図。
【図５】図４の調節回路の変化形を示すブロック図。
【図６】図４の調節回路を更に簡単化した変化形のブロ
ック図。
ック図。
１０ 外側ハウジング １２ 走行の容易な案内 １４ キャリッジ １８ ハウジング部分 ２０ 中間ハウジング ２２ ジャイロ ２４ テープ ２６ ジャイロハウジング ２８ マスト ３０，３２ アクチュエータ ３６ 可動コイル ３８ 可動片 ４０ ピックオフ ４２ リード線 ４４ 調節器 ５０ 外側ハウジング ５２ 外側ジンバル ５４，５８ カルダン軸 ５６ 内側ジンバル ６０ トルク発生器 ６４ 中間ハウジング ６６ ジャイロ ６７ ジャイロハウジング ７２ マスト ７４ ばね ７６ ピックオフ ７８ リード線 ８０ 調節器 ９０ 総和個所 １００ ループ
Claims (8)
- 【請求項１】 テープ吊下げ式メリディアンジャイロで
あって、 （ａ） 外側ハウジング（１０，５０）と、 （ｂ） 前記外側ケーシング（１０，５０）内に可動に
取付けられた中間ハウジング（２０，６４）と、 （ｃ） 実質的に水平のスピン軸（７０）を有し、前記
中間ハウジング（２０，６４）内にテープ（２４，６
８）により吊下げられているジャイロ（２２，６６）
と、 （ｄ） 前記ジャイロ（２２，６６）の振れに応答する
ピックオフ（４０，７６）とを有する形式のものにおい
て、 （ｅ） 前記ピックオフ（４０，７０）が、前記ジャイ
ロ（２２，６６）の、実質的に鉛直の上向き軸線の横振
れを検出するために配置され、 （ｆ） 前記中間ハウジング（２０，６４）が、前記ジ
ャイロ（２２，６６）の、実質的に鉛直の上向き軸線に
対して直角にサーボモータ手段（３０，３２；６０，６
２）により移動させ得るように配置されており、 （ｇ） 前記サーボモータ手段（３０，３２；６０，６
２）が、前記テープ吊下げ式ジャイロ（２２，６６）の
振り子振動を減衰させるための調節器（４４，８０）を
介し前記ピックオフ（４０，７６）によって起動させ得
ることを特徴とするテープ吊下げ式メリディアンジャイ
ロ。 - 【請求項２】（ａ） 前記中間ハウジング（２０）がキ
ャリッジ（１４）を有し、このキャリッジが２つの自由
度をもって前記外側ハウジング（１０）内を水平運動す
るように案内され、 （ｂ） 前記キャリッジ（１４）が、ばね（１４）によ
り中央位置に保持されており、 （ｃ） 前記サーボモータ手段が、線形アクチュエータ
（３０，３２）を有し、このアクチュエータが互いに直
交する水平の２方向で前記キャリッジ（１４）に作用す
ることを特徴とする、請求項１記載のテープ吊下げ式メ
リディアンジャイロ。 - 【請求項３】 前記アクチュエータが可動コイルである
ことを特徴とする、請求項２記載のテープ吊下げ式メリ
ディアンジャイロ。 - 【請求項４】 前記ジャイロ（２２）の鉛直上向き軸線
の、中心位置からの振れが、キャリッジに固定されたピ
ックオフ（４０）により検出されることを特徴とする、
請求項２記載のテープ吊下げ式メリディアンジャイロ。 - 【請求項５】（ａ） 中間ハウジング（６４）が内側ジ
ンバル（５６）上に配置され、内側ジンバル（５６）が
外側ジンバル（５２）内の第１カルダン軸（５９）を中
心として旋回可能に取付けられ、前記外側ジンバル（５
２）が第２カルダン軸を中心として旋回可能に前記外側
ハウジング内に取付けられ、前記第２カルダン軸が前記
第１カルダン軸（５８）と直交しており、 （ｂ） 前記サーボモータ手段が前記内側ジンバル（５
６）と前記外側ジンバル（５２）との間で前記第１カル
ダン軸（５８）を中心として動作するトルク発生器（６
２）と、前記第２カルダン軸を中心として前記外側ジン
バル（５２）と前記外側ハウジング（５０）との間で動
作する第２トルク発生器（６０）とを有することを特徴
とする、テープ吊下げ式メリディアンジャイロ。 - 【請求項６】 前記内側ジンバル（５６）が前記外側ハ
ウジング（５０）内の中央位置に弾性的に保持されてい
ることを特徴とする、請求項５記載のテープ吊下げ式メ
リディアンジャイロ。 - 【請求項７】 前記ピックオフ（７６）が前記外側ハウ
ジング（５０）に、取付けられ、一方では、前記テープ
（６８）縦軸線の、第１軸線周囲の中央位置からの振れ
に応答し、他方では前記第１軸線と直角の第２軸線を中
心とする前記テープ軸線の振れに応答するようにされて
おり、更に、前記ピックオフが前記第１と第２のトルク
発生器（６２，６０）それぞれに対し相応の信号を与え
るように接続されていることを特徴とする、請求項５記
載のテープ吊下げ式メリディアンジャイロ。 - 【請求項８】 前記ピックオフが前記カルダン軸（５
８，５４）の交点に配置されていることを特徴とする、
請求項７記載のテープ吊下げ式メリディアンジャイロ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4220279.5 | 1992-06-20 | ||
| DE4220279A DE4220279C1 (de) | 1992-06-20 | 1992-06-20 | Bandgehängter Meridiankreisel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658759A true JPH0658759A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=6461483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5149014A Pending JPH0658759A (ja) | 1992-06-20 | 1993-06-21 | テープ吊下げ式メリディアンジャイロ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5349757A (ja) |
| JP (1) | JPH0658759A (ja) |
| CH (1) | CH685263A5 (ja) |
| DE (1) | DE4220279C1 (ja) |
| IL (1) | IL105934A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3765463B2 (ja) * | 1999-09-08 | 2006-04-12 | フジノン株式会社 | 像安定化装置 |
| JP2008052362A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Toshiba Corp | 自律移動装置 |
| EP3420310B1 (de) * | 2016-02-22 | 2021-06-09 | Klaus Erbrich | Bandgehängter vollmechanischer meridiankreisel |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2492148A (en) * | 1947-05-13 | 1949-12-27 | Lafayette M Hughes | Automatic navigating instrument for craft guidance |
| US3206864A (en) * | 1962-01-05 | 1965-09-21 | Gen Precision Inc | System for rapidly determining true north at any latitude on the earth's surface |
| US3279086A (en) * | 1963-08-29 | 1966-10-18 | Bell Aerospace Corp | Compensated gyroscopic directional reference |
| US3938256A (en) * | 1970-09-17 | 1976-02-17 | General Electric Company | Quick settling gyrocompass having interaxis decoupling compensation for improved response time |
| US3758952A (en) * | 1971-02-22 | 1973-09-18 | Bodenseewerk Geraetetech | Meridian gyroscopic instrument |
| US3936948A (en) * | 1971-08-30 | 1976-02-10 | Raytheon Company | Method for determining azimuthal direction relative to true north |
| US4071959A (en) * | 1975-03-25 | 1978-02-07 | King Russell Michael | Gyro-stabilized single-axis platform |
| DE3927920A1 (de) * | 1989-08-24 | 1991-02-28 | Bodenseewerk Geraetetech | Verfahren zur eliminierung von kreiselfehlern |
-
1992
- 1992-06-20 DE DE4220279A patent/DE4220279C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-03 CH CH1665/93A patent/CH685263A5/de not_active IP Right Cessation
- 1993-06-07 IL IL10593493A patent/IL105934A/en not_active IP Right Cessation
- 1993-06-15 US US08/076,800 patent/US5349757A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-21 JP JP5149014A patent/JPH0658759A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4220279C1 (de) | 1993-11-25 |
| US5349757A (en) | 1994-09-27 |
| CH685263A5 (de) | 1995-05-15 |
| IL105934A (en) | 1995-12-08 |
| IL105934A0 (en) | 1994-08-26 |
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